张盛华　王克勤

摘要：以“微区域集水系统控制云南山区农业面源污染”项目为依托，在查阅大量的中外文献的基础上，根据层次分析法的理论、原则与方法，建立了由1项综合指标、2项主体指标、9项群体指标构成的山区微区域集水系统经济效益评价指标体系，并以迤者小流域为例进行了分析计算，结果表明：以30年为评价期，微区域集水系统平均每年的投入成本为14733.33元，平均每年产生的经济效益为93074.70～161126.32元，得出其推广应用的成本优势，并对如何改进和推广这项技术进行了探讨，以期为政府决策作出参考。

关键词：微区域集水系统；经济效益；评价

1引言

干旱问题一直是影响经济社会发展的重要因素，山区是我国半干旱及间歇性干旱区的主要类型，云南山区面积占国土面积的94%以上，受制于水资源分布的空间尺度，水资源调配在干旱半干旱山区显得尤其困难。自2009年以来，云南遭受连续多年的干旱灾情，尽管全省投入大量人力物力开展抗旱工作，但山区缺乏可利用水源的现状，导致抗旱工作难以有效开展，部分地区只能勉强保障人畜饮用水，农林业生产受到极大限制。与此同时，山区降水资源分布时空不均，全年降水量大部分集中在雨季，单次降水时间短、强度大，在干旱半干旱山区坡耕地形成大量的土壤侵蚀和水土流失，导致土地生产力下降，并带来了严重的面源污染，山区生态环境不断恶化，进一步制约了山区的发展[1，2]。经过学者多年的实践研究，针对该类地区提出了微区域集水系统技术，使山区的地表径流得到有效控制，产流产沙减到最低限度，此外，还可以增强山坡的水源涵养功能，进行生态治污[3，4]。这些年该方法虽在干旱半干旱山区得到了大力推广，但是目前为止，国内外还没有建立起公认的微区域集水系统的经济效益指标评价体系，本文在查阅了大量资料，借鉴前人研究成果的基础上，从投入成本和效益两方面对山区微区域集水系统的经济效益进行了定量分析。

2微区域集水系统经济指标体系的构建

指标体系的筛选和建立应尽可能全面、系统，本文主要按以下5个原则确定指标体系：科学性原则、可操作性原则、独立与可比原则、完备性原则、定性与定量相结合的原则。

建立从各方面综合体现于衡量山区微区域集水系统经济效益的评价指标体系是进行微区域集水系统效益评价的前提和基础[5]。根据层次分析法的理论、原则与方法，建立山区微区域集水系统经济效益的指标体系。

按照上述建立指标体系的目的、方法与原则，建立起1项综合指标，2项主体指标，9项群体指标构成的3个层次的山区微区域集水系统经济效益评价指标体系（指标体系见图1所示）。

（1）综合指标。该层次为主体指标，即研究的目标层，从整体上综合反映山区微区域集水系统的经济效益状况，为全面、总体评价和评判提供依据。

（2）主体指标。从投入成本和蓄水保土效益两方面分析考察山区微区域集水系统的经济效益。

（3）群体指标。衡量山区微区域集水系统经济效益的各项具体指标，包括人工、材料、占地成本等9项指标（图1）。

图1小流域微区域集水系统经济效益评价体系

在综合分析相关研究成果基础上，遵循科学、实用及简明的原则，提出若干项具体评价指标（表1）。

3微区域集水系统经济效益赋值分析

3.1投入成本分析

（1）直接人工费C1。包括开挖方和建设微区域集水系统两方面所投入的费用，以当地经济条件下人工投入成本计算，即以每个人工100元∕d为标准来计算总的花费，单位：元。

（2）年运行费C2。主要指每年清理维护水窖、水平阶和集水主沟等所需的人工和设施维护中材料损耗。

（3）材料费C3。根据建设微区域集水系统所需的材料费用来计算，主要包括砖、泥沙、混凝土以及运输费等。

（4）占地成本C4。微区域集水系统所占的土地面积的成本计算需考虑农业用地性质，其占地面积主要体现在作物生产减少，减少了经济收益。

（5）运行周期C5。以2009～2012年作为评价期，微区域集水系统平均使用年限为30年。

3.2蓄水保土效益分析

蓄水保土效益是指实施微区域集水系统后，将降水、地表径流和土壤保持在某一限定地段，变害为利而取得的效益。本文蓄水保土的效益主要有：蓄水效益、保土效益、保肥效益以及控制面源污染效益等几个方面的内容[6]。

3.2.1蓄水效益

对微区域集水系统的节水效应进行经济分析，可以从引水浇灌的成本进行计算，而水分输送成本在山区主要体现在距离、运输方式和人工上，由于坡耕地距离河道较远，道路不便，为满足作物生长期的补充灌溉需求，需要使用蓄水车运输，并采用穴灌方式进行田间灌溉，对于水分的成本计算，可将运输和浇灌的人工成本一并计算。

微区域集水系统蓄水主要用于农业中的灌溉，因此蓄水效益应从供给农作物的需水量来计算，公式如下：

C6=W1×p6+W2×P*6。

式中W1为水平阶年总蓄水量（方）；W2为水窖年总蓄水量（方）；p6为当地运输一方水的费用（元），根据当地经济条件和坡耕地距水源的高程和距离计算；p*6为减少的浇灌的人工费用（元），根据当地经济条件和坡耕地距水源的高程和距离计算。

W1根据对照小区和布设水平阶的小区径流量计算差值，即水平阶蓄水量。其效益折算包含减少的灌溉人工和运输投入，在山区主要是畜力运输，主要以人工计算。

W2根据布设水平阶之后产流量与水窖的库容相比较，在两者之间取较小者。其效益折算体现在蓄积水分，减少了运输水分的成本，可以从减少运输的人工和投入上计算。

3.2.2保土效益

微区域集水技术的保土效益主要体现在等高反坡水平阶对泥沙的拦截方面。微区域集水系统可延长水库的使用年限。在死库容未淤满时，每年减少的淤积量折算为水库延长的使用年限，可用延长的年限乘以水库的年净效益作为微区域集水系统的保土效益；死库容淤满后，以每年少淤的兴利库容效益作为微区域集水系统的保土效益。endprint

本研究保土效益可以从松花坝水库每年用于对泥沙进行清淤的投入成本来分析。

C7=Sn×p7。

式中：Sn为流域采取水平阶后各年保土数量（相当于下游水库减少淤积量）（方）；p7为清除河道每立方米泥沙的造价（元）。

用水文法计算各年的保土总量，就是通过用采取水平阶后流域河（沟）道出口断面实测的多年输沙量除以输移比算出侵蚀量。用没有采取水平阶的多年平均侵蚀量减去侵蚀量，求得各年的保土总量。

3.2.3保肥效益C8

由于保土效益的存在，减少了土壤中N、P等养分的流失。主要体现在采用微区域集水技术后土壤中营养元素N和P含量的增加，然后根据当地化肥价格来估算保肥效益[7]。计算流失、淤积土壤的速效N、P、全N、全P等的含量。或者计算土壤表土层的上述养分的含量计算如下：

C8=Sn×∑（Ri/Ai）×Bi。

式中：Sn与上文公式中相同，Ri为土壤（流失的或表层的）第i种养分含量，kg/t；Ai为第i种养分在化肥中的含量，%；Bi为第i种化肥价格，元/kg。

3.2.4控制面源污染效益C9

这项效益可用减少的营养物所需水处理费来计算。根据人工湿地和污水处理技术对氮磷营养物的削减研究，计算出消除单位营养物质的成本。

C9=（Xn+Yn+Zn）×p9+（X*n+Y*n+Z*n）×p*9。

式中：Xn为通过水平阶拦截的径流中N的含量；Yn为通过水平阶拦截的泥沙中N的含量；Zn为水窖中N的含量；X*n为通过水平阶拦截的径流中P的含量；Y*n为通过水平阶拦截的泥沙中P的含量；Z*n为水窖中N的含量；p9为处理N的费用，元/kg；p*9为处理P的费用，元/kg。

3.3评价准则

山区微区域集水系统经济效益分析从微区域集水系统的成本和收益来比较、评判。

年均成本（Cost）：c=（C1+C2+C3+C4）C5+C2，

年均收益（Benefit）：b=B1+B2+B3+B4。

当微区域集水系统产生的年均效益（Benefit）大于投入的年成本（Cost）时，即：bc≥1时，是合理的。比值越大，说明微区域集水系统收益越大。

当微区域集水系统产生的年均效益（Benefit）小于于投入的年均成本（Cost）时，即：bc<1时，是不合理的。比值越小，说明微区域集水系统收益越小，不予支持[8]。

2014年1月绿色科技第1期4实例分析

4.1研究区概况

研究区位于松花坝水源区迤者小流域，地处昆明市盘龙区滇源街道办事处西南部，为云贵高原的山岳河谷地带，冬季受干暖西风影响，夏季受印度洋西南季风控制，气候特点夏秋温热，冬春干凉。流域内多年平均降雨量785.1mm，多年平均降雨日数129d。年内降水分布极为不均，5～10月为雨季，降雨量占全年的87.5%，11月～次年4月为旱季，降雨量仅占全年的12.5%。流域内土壤有两个土类（红壤和冲积土），三个亚类（红壤、红壤性水稻土、扇象冲积土），9个属，22个土种。绝大部分地方颁布为红壤，植被以亚热带针叶林为主，森林覆盖率为31.6%，林草覆盖率为66.8%。

4.2案例区微区域集水系统生态经济效益分析

自2009年在迤者小流域布设微区域集水系统以来，取得了明显的生态效益，现以该流域试验样地为例，对微区域集水系统经济效益进行评价。以每公顷布设微区域集水系统计算，则每公顷需布设30个水窖、1000m水平阶（200×5m），675m集水沟等。则根据3年观测结果，得出下表2。

该系统的布设试验和推广可行，考虑其产生的经济效益和系统应用的周期，产生的效益较为可观。

5结语

在山区实施微区域集水系统技术后，以得到每公顷坡耕地布设微区域集水系统需投资52000元，年运行费13000元；每公顷微区域集水系统每年可以产生930747～16112632元的效益，相比投入，收益较大。其中，集水效益明显，可以有效解决干旱半干旱山区农业生产水分短缺的难题，其积蓄水分效益体现在减少农业水分运输及浇灌的人工上，对转移农村劳动力意义重大。同时，也具备控制面源污染和保土效益。因此，在干旱半干旱山区布设微区域集水系统经济可行，对山区社会经济发展和生态文明建设有重大意义。

参考文献：

[1] Douglas King K A，Zuzel J F.Nitrogen and Phosphorus in Surface runoff and sedinment from a Wheat-pea rotation in Northeasterm Oregon[J].Environ Qual，1998（27）：1170～1177.

[2] King C，Lecomte V，Le Bissonnais Y，et al. Remote-sensing data as an alternative inpute for the STREAM runoff model[J].Catena，2005（62）：125～135.

[3]王克勤.云南山区农业面源污染控制微区域集水系统技术体系[J].中国水土保持，2011（2）：37～40.

[4] 王克勤，孟菁玲.国内外农林业集水技术的研究进展[J] .干旱地区农业研究，1996（4）：109～117.

[5] 赵西宁，冯浩，吴普特，等.黄土高原小流域雨水资源化综合效益评价体系研究[J] .自然资源学报，2005，20（3）：354～360.

[6] 王礼先.流域管理学[M].北京：中国林业出版社，1992.

[7] 王礼先.水土保持学[M].北京：中国林业出版社，1994.

[8] 姜德文.开发建设项目水土保持损益分析研究[M].北京：中国水利水电出版社，2008.endprint